quinta-feira, 16 de novembro de 2017

Asa de borboleta inspira célula fotovoltaica

A luz solar refletida em células solares representa um desperdício de energia. As asas da borboleta Pachliopta aristolachiae são formadas por nanoestruturas que ajudam a absorver a luz em um amplo espectro, muito melhor do em superfícies lisas. Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) conseguiram transferir essas nanoestruturas para células solares, e com isso aumentaram a absorção de luz em até 200%.

A borboleta estudada possui uma cor negra profunda, o que significa que ela absorve perfeitamente a luz do sol e consegue gerenciar essa energia de forma otimizada. Os pesquisadores estudaram os detalhes microscópicos da constituição das asas dessas borboletas por uma técnica chamada de microscopia eletrônica de varredura. Após isso, eles realizaram simulações computacionais para testar as melhores configurações possíveis das estruturas que observaram nas asas das borboletas. O que descobriram é que a melhor configuração era justamente a que haviam observado nas borboletas, garantindo taxas de absorção de radiação mais estáveis sobre todo o espectro e em ângulos de incidência variáveis.

Como já comentamos aqui (e aqui, e aqui também), são comuns as tentativas de se tentar reproduzir as maravilhas tecnológicas encontradas na natureza. Somente com os avanços tecnológicos e científicos das últimas décadas é que foi possível amadurecer a ideia de nanotecnologia, que já faz parte da asa de borboletas há milhares de anos. Uma única evidência nesse sentido talvez não seja suficiente para fazermos afirmações sólidas. Mas quando numerosos exemplos de tecnologia microscópica começam a explodir diante de nossos olhos, faz muito sentido revermos as propostas correntes para sua origem. Todo o aparato tecnológico do qual dispomos foi construído ao longo de séculos, com inúmeros pesquisadores envolvidos, mentes entre as mais brilhantes que o mundo já conheceu. Isso exigiu muito planejamento, muitas tentativas, muitos testes, muita teoria de base etc. Parece-me contraditório olhar para nossas conquistas tecnológicas, que resultaram da ação de inúmeras mentes inteligentes, e compará-las com as maravilhas tecnológicas da natureza - que são muito superiores às nossas - concluindo, por fim, que estas últimas foram formadas sem qualquer intervenção inteligente.

Rodrigo M. Pontes


Referências:

Radwanul H. Siddique, Yidenekachew J. Donie, Guillaume Gomard, Sisir Yalamanchili, Tsvetelina Merdzhanova, Uli Lemmer, Hendrik Hölscher. Bioinspired phase-separated disordered nanostructures for thin photovoltaic absorbers. Science Advances, 2017; 3 (10): e1700232 DOI: 10.1126/sciadv.1700232

Karlsruhe Institute of Technology. "Butterfly wing inspires photovoltaics: Light absorption can be enhanced by up to 200 percent." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 November 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171114091952.htm>.

quarta-feira, 15 de novembro de 2017

Exercícios físicos aumentam o tamanho do cérebro, aponta novo estudo

A saúde do cérebro decai com o envelhecimento, com um encolhimento médio em seu tamanho de aproximadamente 5% por década após os 40 anos. Estudos com ratos têm consistentemente mostrado que o exercício aumenta o tamanho do hipocampo (região relacionada à memória), mas até agora o efeito não era bem documentado para os humanos.

Pesquisadores australianos e britânicos examinaram os efeitos do exercício aeróbico sobre a saúde cerebral, incluindo ciclismo, caminhada e corrida em esteira. Os voluntários foram monitorados por períodos que variaram entre 3 a 24 meses, fazendo de 2 a 5 sessões por semana.

Os resultados publicados na revista especializada Neuroimage mostraram que, embora o exercício não tivesse efeito no volume total do hipocampo dos humanos, ele era responsável por um aumento significativo da região esquerda.

"Quando você se exercita, você produz uma substância química denominada de fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), que ajuda a prevenir declínios relacionados à idade pela redução da deterioração do cérebro", declarou Joseph Fith, o líder do trabalho.

"Nossos dados mostraram que, ao invés de aumentar o tamanho do hipocampo per se, os principais 'benefícios cerebrais' são devidos ao fato de que exercícios aeróbicos desaceleram a deterioração do tamanho do cérebro. Em outras palavras, o exercício pode ser visto como um programa de manutenção para o cérebro", completa Fith.

Ainda de acordo com Fith, o estudo pode ter implicações para a prevenção de desordens neurodegenerativas relacionadas ao envelhecimento, como Alzheimer e demência, embora mais estudos sejam necessários para se tirar conclusões seguras.

O exercício físico é um dos poucos métodos demonstravelmente eficazes para a manutenção do tamanho do cérebro e de seu funcionamento na medida em que envelhecemos.


Adaptado de:

NICM, Western Sydney University. "Exercise increases brain size, new research finds." ScienceDaily. ScienceDaily, 13 November 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171113195024.htm>


Referência:

Joseph Firth, Brendon Stubbs, Davy Vancampfort, Felipe Schuch, Jim Lagopoulos, Simon Rosenbaum, Philip B. Ward. Effect of aerobic exercise on hippocampal volume in humans: A systematic review and meta-analysis. NeuroImage, 2018; 166: 230 DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.11.007

sábado, 11 de novembro de 2017

Restrição calórica pode reverter diabetes

Um a cada três norte-americanos desenvolverá diabetes tipo 2 até 2050, de acordo com projeções recentes do Centro para Prevenção e Controle de Doenças. Há relatos indicando que a doença fica em remissão em pacientes que passam pela cirurgia bariátrica, que reduz significativamente a ingestão de calorias antes que se observe uma perda de peso clinicamente significativa. Isso motivou uma equipe de pesquisadores a tentar entender o mecanismo pelo qual a restrição calórica reverte rapidamente o diabetes tipo 2.

No estudo, ratos portadores de diabetes tipo 2 foram submetidos a uma dieta com grande restrição calórica, consistindo de cerca de um quarto do que conteria uma dieta normal. Usando uma técnica de rastreamento baseada em isótopos, os pesquisadores puderam acompanhar os processos que contribuiam para aumentar a produção de glicose pelo fígado. Também foi possível estudar a resistência à insulina. Ambos os processos - o aumento de produção de glicose e a resistência à insulina - contribuem para a elevação da concentração de açúcar no sangue em diabéticos.

Os pesquisadores apontaram três mecanismos principais como os responsáveis pela dramática diminuição da concentração de glicose no sangue dos animais diabéticos, sendo eles: 1) diminuição da conversão de lactato e aminoácidos em glicose; 2) decréscimo da taxa de conversão de glicogênio para acúcar no fígado; e 3) decréscimo do conteúdo de gordura, o que por sua vez melhora a resposta do fígado à insulina. Esses efeitos positivos da restrição calórica foram observados em apenas três dias.

O próximo passo é estender esse tipo de estudo a humanos, algo que a equipe de pesquisadores já começou a fazer.

Referências

Rachel J. Perry, Liang Peng, Gary W. Cline, Yongliang Wang, Aviva Rabin-Court, Joongyu D. Song, Dongyan Zhang, Xian-Man Zhang, Yuichi Nozaki, Sylvie Dufour, Kitt Falk Petersen, Gerald I. Shulman. Mechanisms by which a Very-low Calorie Diet Reverses hyperglycemia in a Rat Model of Type 2 Diabetes. Cell Metabolism, Novembro de 2017.

Yale University. "Study reveals how a very low calorie diet can reverse type 2 diabetes." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 November 2017